具体实施方式
本发明是由至少三层构成的复合多层配线板,在所述三层中,中间层被插入在多个印刷配线板之间,其中,中间层由具有胀塑性特性的树脂材料构成。因此,当由于下落的冲击力引起的冲击外力被施加到印刷电路板时,可以既实现初始幅度的减小,又实现残余振动的早衰减以及残余振动的波数的减小。
这里提到的胀塑性特性是非线性粘弹性的类型,在其中,剪切应力在静态环境中较小,但是剪切应力在动态环境中根据剪切速度而急剧地增加。参考示出由公式1表示的粘性材料的属性的图4,其中,在公式1中,剪切应力是S,粘弹性是ηs,速度梯度是D,该胀塑性特性是如下的特性,即,其中,当n<1时,剪切应力S的增加的速率根据速度梯度D的增加而急剧地增加。当n=1时,表示的是牛顿粘度材料(Newtonian viscosity material),其中剪切应力S与速度梯度D成正比例地增加,并且当n>1时,其表示触变材料(thixotropic material),其中剪切应力S的增加的速率根据速度梯度D的增加而减小。
S=ηs·D1/n (公式1)接下来说明通过其本发明既实现初始幅度的减小,又实现残余振动的早衰减减以及残余振动的波数的减小的理论基础。
首先,如在图5中所示,本发明被考虑为复合三层(三明治类型)板,其中,中间层被增加到相等厚度的两个相同衬底之间,并且计算该构造的静态抗挠刚度B[Nm]。假设衬底厚度是H1[m],中间层厚度为H2[m],衬底的杨氏模量是E1[Pa],中间层的杨氏模量是E2[Pa],中间层的剪切模量是G2[Pa],振动幅度是L[m],并且频率方程的解是λn,复合三层板的抗挠刚度B[Nm]通过公式2被示出。这里,每单位长度的i层的剪切参数g和抗拉刚度Ki[N/m]分别在公式3和公式4中被示出。(其中K2<K1)。
(公式2)
(公式3)
Ki=EiHi (公式4)基于公式2和公式3,并且假设衬底厚度H1、衬底的杨氏模量E1、中间层厚度为H2是固定的,可以看出,复合三层板的抗挠刚度B是将剪切参数g取为变量的双曲线函数,并且剪切参数g是主要参数,该剪切参数g与振动幅度L的平方和中间层剪切模量G2成比例。
这里,中间层的剪切模量G2通过公式5来表示,所述公式5利用中间层杨氏模量是E2和泊松比v2,由此,用于改变复合三层板的抗挠刚度B的主要参数是中间层杨氏模量是E2和泊松比v2。
(公式5)基于上述公式,通过采用如下所述的复合三层板构造可以减小由于下落的冲击力引起的初始幅度,其中,所述复合三层板构造采用至少具有固定值的杨氏模量的材料作为中间层。然而,具有高杨氏模量的材料具有低衰减因子,并且因此不能限制残余振动(动态形变)。
在此,对构造进行分离地检验,其中,与本发明的中间层相似的树脂材料被设置在单个衬底的一个表面或两个表面上。换言之,考虑复合两层板构造和复合三层板构造,其中,在所述复合两层板构造中,作为胀塑性材料的树脂层被布置在基底材料的一个表面上,如在图6中所示;在所述复合三层板构造中,作为胀塑性材料的树脂层被布置在衬底的两个表面上,如在图7中所示。
假设衬底厚度是H1[m],树脂层厚度为H2[m],衬底杨氏模量是E1[Pa],树脂层杨氏模量是E2[Pa],则图6和图7的复合板的抗挠刚度B[Nm]分别通过公式6和公式7被示出。
(公式6)
B=B1(1+2aξ(3+6ξ+4ξ2)) (公式7)在这些公式中:
(公式8)
(公式9)
(公式10)基于公式6、7、8、9和10,可以看出,构造的组合抗挠刚度正比于树脂层的杨氏模量,其中,在所述构造中,与本发明的中间层相似的树脂层被布置在单个衬底的一个表面或两个表面上。换言之,通过采用复合两层板构造或者复合三层板构造,可以减小由下落的冲击力的施加导致的初始幅度(可通过静态形变来近似),其中,在所述复合两层板构造中,具有高杨氏模量的材料的树脂层被设置在单个基底的一个表面上,在所述复合三层板构造中,具有高杨氏模量的材料的树脂层被设置在单个衬底的两个表面上。然而,因为具有高杨氏模量的材料具有低衰减因子,并且进一步地,因为必须使所述杨氏模量与基底材料的相同,以获得与其中中间层被增加在两层衬底之间的复合三层板构造相同的复合抗挠刚度,所以对于残余振动(动态形变)的抑制是存在问题的。
接着,为简化本发明,考虑具有单自由度的衰减系统的动态自由振动模型,如在图8中所示,其中,运动的方程在公式11中被示出。为了准确,应该考虑多自由度系统的模型,但是使用单自由度系统来表示也没有具体问题,因为振动的基本理论仍然是相同的。然后,如果利用初始幅度x
0[m]、衰减因子σ、阻尼固有角频率ω
d[rad/s]、初始相位
求解公式11,得到振动幅度的时间t[s]的函数x(t),则结果如在图12中所示。这可以被理解为在幅度x
0e
-σt处,在一秒内衰减e
-σ的振动波形。假设弹簧常数是k[N/m],质量是m[kg],并且衰减系数是c[Ns/m],则无衰减固有角频率ω
n[rad/s]和衰减因子σ被表示如在公式14中所示。
(公式11)
(公式13)
(公式14)基于上述公式,为了既获得早衰减,也获得由于下落的冲击力的施加所导致的残余振动的波数的减小,有效的是,增加衰减因子σ和减小固有角频率ω。换言之,需要减小振动系统的弹簧常数k。因此,采用复合三层板对于上述的早衰减和残余振动的波数的减小是一种有效的方式,其中,在所述复合三层板中,具有低杨氏模量(即,其中弹簧常数k较小)的材料被用作中间层。然而,在该情形中,不能预期减小初始幅度的效果,因为在该情形中整个振动系统的复合杨氏模量不能被明显地改变。
然而,在本发明中,被用于中间层的树脂材料具有胀塑性特性,在其中,剪切应力在静态环境中较小,而在动态环境中根据剪切速度急剧地增加。结果,紧跟下落的冲击力的施加,剪切应力在高剪切速度区中急剧地增加,由此,可以获得减小初始幅度的效果。另外,因为剪切速度在残余振动区内,剪切应力急剧地减小(即,衰减因子提高),并且因此可以获得残余振动的波数的减小和早衰减。
换言之,当由于例如下落的冲击力引起的冲击外力被施加给印刷配线板时,根据本发明的复合多层配线板可以既实现初始幅度的减小,又实现早衰减和残余振动的波数的减小。
接下来,将参考附图描述根据本发明的复合多层配线板的实施例。
第一实施例接下来,将参考图9到13详细地描述根据本发明的复合多层配线板的第一实施例。
图9(a)是根据本发明的第一实施例的分解透视图,图9(b)是根据本发明的第一实施例的装配透视图,并且图9(c)是沿着图9(b)的线A-A截取的截面图。图10示出当下落的冲击力被施加时,根据对比实例1的印刷配线板的中心的挠曲振动波形。图11示出当下落的冲击力被施加时,根据对比实例2的印刷配线板的中心的挠曲振动波形。图12示出当下落的冲击力被施加时,根据对比实例3的印刷配线板的中心的挠曲振动波形。图13示出当下落的冲击力被施加时根据第一实施例的印刷配线板的中心的挠曲振动波形。
该实施例由复合三层板构造构成,所述复合三层板构造包括第一配线板101、第二配线板102、和插入在这两个配线板之间的中间层103。特别地,中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成。
第一配线板101是具有基底材料的刚性印刷配线板,该基底材料采用FR4作为主要成分,并且设置有由铜线构成的电子配线,并且进一步,第一配线板101具有50mm×50mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。
与第一配线板101相似,第二配线板102是具有采用FR4作为主要成分,并且设置有由铜线构成的电子配线的刚性印刷配线板,并且进一步,第一配线板102具有50mm×50mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。
中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且进一步,中间层103具有50mm×50mm的外尺寸和0.3mm的厚度。
具有胀塑性特性的树脂材料优选地是如下的材料,即,该材料在静态环境中具有足够低的杨氏模量以允许对第一配线板101和第二配线板102的表面形状进行仿真,并且在动态环境中具有的杨氏模量是第一配线板101和第二配线板102的杨氏模量的至少1%。在本发明中,Bouncy的产品Tomezo(注册商标)被选择和使用。
在上述构造中,中间层103被插入在第一配线板101和第二配线板102之间,使得它们的外部轮廓一致。接着通过利用中间层103的粘附结合第一配线板101和第二配线板102的接合部位,以获得本实施例的复合三层板构造。
将如上所述而获得的根据本实施例的复合多层配线板(将具有胀塑性特性的树脂用作中间层的复合三层板构造)单独地与对比实例1到3的每一个的板构造相比较。
关于比较的方法,在由于下落的冲击力引起的冲击力的施加之后,通过利用复合多层配线板的中心的挠曲振动波形的有限元方法的构造分析,获得比较结果。
对比实例1的板构造是刚性印刷配线板,该印刷配线板缺少中间层,并且在其中由铜线构成的电子配线被应用于采用FR4作为主要成分的衬底,并且进一步,该印刷配线板具有50mm×50mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。
根据对比实例2的板构造是如下的复合三层板构造,即,具有与本实施例相似的组件形状配置,但是使用缺少胀塑性特性的树脂作为中间层,在该情形中,为具有7.0GPa的杨氏模量的环氧树脂。
根据对比实例3的板构造是如下的复合三层板构造,即,具有与本实施例相似的组件形状配置,但是使用缺少胀塑性特性的树脂作为中间层,在该情形中,为具有25MPa的杨氏模量的硅酮橡胶。
利用图10到13说明比较的结果。对比实例1、2和3以及本实施例的每一个的由冲击力的施加导致的初始幅度的绝对值被定义为A1、A2、A3和A4。直到残余振动幅度的绝对值衰减到初始幅度的绝对值的5%或更小的逝去时间(衰减时间)被定义为B1、B2、B3和B4。然后,将这些时候的波数(最大值)定义为C1、C2、C3和C4。因此,关于初始幅度,A4=A2<A3<A1,关于衰减时间,B4=B3<B1<B2,并且关于波数,C4=C3<C1<C2。
因此,成立的是,根据本实施例的复合多层配线板表现出减小了初始幅度的效果,等效于根据对比实例2的复合三层板构造;并且表现出残余振动的波数的减小和早衰减特性,等效于根据对比实例3的复合三层板构造。
结果,依靠具有胀塑性特性的中间层,根据本实施例的复合多层配线板能够实现初始幅度的减小、和早衰减以及残余振动的波数的减小。
结果,即使当诸如下落的冲击力的冲击外力被施加给印刷配线板101和102时,也可以防止诸如由于被施加给印刷配线板101和102与电子组件(未示出)之间的电连接的过度应力而引起的破裂或脱落的故障。重要的是,保护了在印刷配线板101和102上的电子组件(未示出)不受到下落的冲击力的影响,并且因此可显著地改善电子设备的电可靠性和机械可靠性。
更进一步,因为不需要用于印刷配线板101和102的固定点的特别限制,不需要例如将吸震材料应用在外表面上一样地添加额外材料或者额外的空间,所以本实施例实现了更小的尺寸、更轻的重量、更强的功能性以及更大的多功能性,
这里,最优选的是,如在本实施例中一样通过利用中间层103的粘合力实现中间层103、第一配线板101和第二配线板102之间的每一接合部位之间的结合。然而,在不干扰改善电可靠性和机械可靠性的效果的范围内,可以通过利用环氧树脂粘合剂来对末端或外围进行结合。
虽然在本实施例中第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于这些厚度,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择中间层103的厚度。
在本实施例中,刚性印刷配线板被用作第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝衬底、玻璃陶瓷衬底、或芳族聚酰胺衬底,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如在其中40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
第二实施例接下来,将利用图14描述关于根据本发明的复合多层配线板的第二实施例的详细内容。
图14(a)是本发明的第二实施例的分解透视图,图14(b)是本发明的第二实施例的装配透视图,图14(c)是沿着图14(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,中间层103的主表面的外尺寸比第一配线板101和第二配线板102的主表面的外尺寸小。
第一配线板101和第二配线板102具有与第一实施例的第一配线板101和第二配线板102相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且中间层103具有40mm×40mm的外尺寸和0.3mm的厚度。换言之,中间层103的外尺寸比具有50mm×50mm的外尺寸的第一配线板101和第二配线板102小。
在上述构造中,中间层103被插入在第一配线板101和第二配线板102之间,使得外部轮廓一致。然后,通过利用中间层103的粘附实现第一配线板101和第二配线板102之间的接合部位的结合,以获得本实施例的复合三层板构造。
在根据本发明的复合多层配线板中的中间层的面积小于在第一实施例中的面积。因此,从减小组件成本;利用第一配线板101、第二配线板102和中间层103之间的形状差异来实现在空间中安装组件的潜力;和更轻的重量的观点来看,该实施例是优秀的。其他方面的效果与第一实施例相同。
在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是厚度不限制于该形式,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择中间层103的厚度。
而且,在本实施例中,刚性印刷配线板被用作第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要板是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,从在PA(聚酰胺)中的40%的碳纤维混合物实现的合成树脂。
更进一步,在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的外尺寸被设计为50mm×50mm,并且中间层103的外尺寸被设计为40mm×40mm,但是当将本发明应用到产品时,只要这些尺寸在获得本发明的效果的范围内,则甚至可以使中间层103更小。
第三实施例接下来,将利用图15描述关于根据本发明的复合多层配线板的第三实施例的详细内容。
图15(a)是本发明的第三实施例的分解透视图,图15(b)是本发明的第三实施例的装配透视图,图15(c)是沿着图15(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,被插入在第一配线板101和第二配线板102之间的中间层103被划分成条状,并且以由空位分离的行来进行布置。
第一配线板101和第二配线板102具有与第一实施例的第一配线板101和第二配线板102相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
中间层103被形成为由条状块组成的条状块组701,所述条状块由具有胀塑性特性的树脂材料构成,并且在其中作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且中间层103在X轴方向上以固定的节距布置成4行。本实施例的条状块在X轴方向上具有9.5mm的尺寸,在Z轴方向上具有50mm的尺寸,并且具有0.3mm的厚度以及13.5mm的行节距。
在上述构造中,由四个条状块构成的条状块组701被插入在第一配线板101和第二配线板102之间作为中间层103,使得第一配线板101、第二配线板102和中间层103的中心一致。然后,利用中间层103的粘附来使得第一配线板101和第二配线板102的接合部位的结合生效,以获得本实施例的复合三层板构造。
与第一实施例相比,根据本实施例的复合多层配线板减小了中间层的面积,并且特别地,当仅仅对在Z轴方向上的末端存在限制时,在不丢失改善电可靠性和机械可靠性的效果的情况下,实现了更轻的重量。换言之,当仅仅期望对复合多层配线板的一个方向改善电可靠性和机械可靠性时,该实施例是有效的。另外,通过第一配线板101和第二配线板102与中间层103之间的形状差异来实现在空间中安装组件的潜力也可以被认为是优点。
虽然在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于这些厚度,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择由条状块组701构成的中间层103的厚度。
更进一步,在本实施例中,虽然将刚性印刷配线板用于第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。此外,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
另外,条状块组701由四个条状块组成,条状块在X轴方向上具有9.5mm的尺寸,在Z轴方向上具有50mm的尺寸,并且以13.5mm的节距在X轴方向上布置成行,但是本发明不限制于该形式。因此,条状块在X轴方向上的尺寸、X轴方向上的节距、和行数可以被自由地选择并且不必被固定。
本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二实施例时,当然可以获得相似的效果。
更进一步,在本实施中组成条状块组701的条状块都是利用具有胀塑性特性的树脂材料形成,并且该构造对于获得改善电可靠性和机械可靠性的效果是最有效的。然而,本发明不限制于该形式。换言之,在不妨碍改善电可靠性和机械可靠性的效果的范围内,一部分条状块可以利用诸如环氧树脂的没有胀塑性特性的树脂来代替。
本实施例在其他方面的效果与第一实施例和第二实施例相同,并且因此省略进一步说明。
第四实施例接下来,将利用图16描述关于根据本发明的复合多层配线板的第四实施例的详细内容。
图16(a)是本发明的第四实施例的分解透视图,图16(b)是本发明的第四实施例的装配透视图,图16(c)是沿着图16(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,被插入在第一配线板101和第二配线板102之间的中间层103被划分成在由空位分离的行中以矩阵形式布置的块状。
第一配线板101和第二配线板102具有与第一实施例的第一配线板101和第二配线板102相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
中间层103由矩阵状块组801形成,在矩阵状块组801中,由具有胀塑性特性并且在其中作为主要成分的硅酮油与硼化合的树脂材料构成的矩形块在X轴方向上布置成4行,并且在正交的Y轴方向上布置成4行,其中在每一方向上具有固定的节距。本实施例的矩形块在X轴方向上具有9.5mm的尺寸,在Z轴方向上具有9.5mm的尺寸,并且具有0.3mm的厚度、13.5mm的在X轴方向上的节距、13.5mm的在Z轴方向上的节距。
在上述构造中,矩阵状块组801被插入在第一配线板101和第二配线板102之间作为由4×4个矩形块构成的中间层103,使得第一配线板101、第二配线板102和中间层103的中心一致。然后利用中间层103的粘附来使第一配线板101和第二配线板102的接合部位的结合生效,以获得本实施例的复合三层板构造。
与第一实施例的相比,根据本实施例的复合多层配线板减小了中间层的面积,并且因此,从实现更轻的重量;通过第一配线板101、第二配线板102和中间层103之间的形状差异来实现在空间中安装组件的能力;和减小材料成本的观点来看,本实施例是优良的。
虽然在本实施例中第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于该形式,并且厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择由矩阵状块组801的4×4个块构成的中间层103的厚度。
在本实施例中,将刚性印刷配线板用于第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中,40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
在本实施例中,虽然矩阵状块组801具有4×4的矩形块,所述矩形块在X轴方向上具有9.5mm的尺寸,在Z轴方向上具有9.5mm的尺寸,在X轴方向上以13.5mm的节距布置成4行,在Z轴方向上以13.5mm的节距布置成4行,但是本发明不限制于该形式。因此,X轴方向上的尺寸、X轴方向上的节距、Z轴方向上的尺寸、Z轴方向上的节距、和排列的行数可以被自由地选择并且不必被固定。
更进一步,在本实施例中组成矩阵状块组801的所有块利用具有胀塑性特性的树脂材料而形成,并且该构造对于获得改善电可靠性和机械可靠性的效果是最有效的。然而,本发明不限制于该形式,在不妨碍改善电可靠性和机械可靠性的效果的范围内,一部分块可以利用诸如环氧树脂的没有胀塑性特性的树脂来代替。
虽然本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二实施例时,当然可以获得同样的效果。
本实施例在其他方面的效果与第一、第二、和第三实施例相同,并且因此省略进一步说明。
第五实施例接着将利用图17描述关于根据本发明的复合多层配线板的第五实施例的详细内容。
图17(a)是本发明的第五实施例的分解透视图,图17(b)是本发明的第五实施例的装配透视图,图17(c)是沿着图17(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,被插入在第一配线板101和第二配线板102之间的中间层103包括空位901,所述空位901是以矩阵形式布置的成行的通孔。
第一配线板101和第二配线板102具有与第一实施例的第一配线板101和第二配线板102相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且中间层103具有50mm×50mm的外尺寸和0.3mm的厚度。然后,以3×3矩阵形式在中间层103中布置矩形空位901,同时在X轴方向上和Z轴方向上具有13.5mm的节距,所述矩形空位901在X轴方向上具有4mm的尺寸、在Z轴方向上具有4mm的尺寸、并且具有0.3mm的厚度。
在上述构造中,中间层103被插入在第一配线板101和第二配线板102之间,使得第一配线板101、第二配线板102和中间层103的中心一致。然后,通过利用中间层103的粘附来使得第一配线板101和第二配线板102的接合部位的结合生效,以获得本实施例的复合三层板构造。
与第一实施例的相比,根据本实施例的复合多层配线板减小了中间层的面积,并且因此,从实现组件成本的减小;通过第一配线板101、第二配线板102和中间层103的形状差异来实现在空间中安装组件的能力;和实现更轻的重量,本实施例是优良的。
当将诸如LSI的表面安装器件安装在第一配线板101或第二配线板102,或第一配线板101和第二配线板102的与中间层103接触的表面上时,空位901优选地以与表面安装器件对应的位置和形状被形成。通过该构造,用作隔热层的空气层被插入在配线板101和102与表面安装器件之间,由此,关于抑制热传递的效果,本实施例是优良的。
此外,如果采用如下所述的结构,即,在所述结构中,当在将表面安装器件容纳在空位901中的情况下,将中间层103插入在第一配线板101和第二配线板102之间时,中间层103能够挤压表面安装器件,则可以获得减小生成的应力的效果。
在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于该形式,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择中间层103的厚度。
另外,在本实施例中,虽然将刚性印刷配线板用于第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中,40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
另外,在本实施例中形成在中间层103中的空位901在X轴方向上具有4mm的尺寸,在Z轴方向上具有4mm的尺寸,具有0.3mm的厚度,并且在X轴方向上布置成3行,在Z轴方向上布置成3行,但是本发明不限制于该形式。因此,X轴方向上的尺寸、X轴方向上的节距、Z轴方向上的尺寸、Z轴方向上的节距、厚度、和空位901的排列行数可以被自由地选择并且不必被固定。
虽然本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二实施例时,当然可以获得同样的效果。
本实施例在其他方面的效果与第一、第二、第三和第四实施例相同,并且因此这里省略进一步说明。
第六实施例接着将利用图18描述关于根据本发明的复合多层配线板的第六实施例的详细内容。
图18(a)是本发明的第六实施例的分解透视图,图18(b)是本发明的第六实施例的装配透视图,图18(c)是沿着图18(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,与第一配线板101相比,第二配线板102和中间层103的尺寸更小。
第一配线板101具有与第一实施例的第一配线板101相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
第二配线板102是如下所述刚性印刷配线板,即,在其中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,并且,第二配线板102具有30mm×30mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。
中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且中间层103具有30mm×30mm的外尺寸和0.3mm的厚度。换言之,第二配线板102和中间层103的外尺寸小于为50mm×50mm的第一配线板101的外尺寸。
在上述构造中,中间层103被插入在第一配线板101和第二配线板102之间,使得第一配线板101、第二配线板102和中间层103的中心一致。然后,通过利用中间层103的粘附实现第一配线板101和第二配线板102的接合部位的结合,以获得本实施例的复合三层板构造。
因为第二配线板102小于第一配线板101,所以,与第一实施例相比,从组合配线板的自由度的改善的观点来看,根据本实施例的复合多层配线板是优良的。
在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于该形式,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择中间层103的厚度。
在本实施例中,将刚性印刷配线板用作第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中,40%的碳纤维混合物与例如PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
此外,虽然在本实施例中的中间层103被插入在第一配线板101和第二配线板102之间,使得第一配线板101、第二配线板102和中间层103的中心一致,但是本发明不被限制于该形式。结果,在第二配线板102和中间层103不从第一配线板101的外围伸出的范围内,第二配线板102和中间层103的位置可以被自由地选择。
虽然本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二、第三、第四和第五实施例时,当然可以获得同样的效果。
本实施例在其他方面的效果与第一、第二、第三、第四和第五实施例相同,并且因此这里省略进一步说明。
第七实施例接着将利用图19描述关于根据本发明的复合多层配线板的第七实施例的详细内容。
图19(a)是本发明的第七实施例的分解透视图,图19(b)是本发明的第七实施例的装配透视图,图19(c)是沿着图19(b)的线A-A截取的截面图。
与第一实施例的差异在于,对于单个第一配线板101的第二配线板102和对应中间层103的组是二个或更多个。
第一配线板101具有与第一实施例的第一配线板101相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
第二配线板102是如下所述刚性印刷配线板,即,在其中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,并且,第二配线板102具有15mm×15mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。
中间层103由具有胀塑性特性的树脂材料构成,并且在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且中间层103具有15mm×15mm的外尺寸和0.3mm的厚度。
在上述构造中,在第一配线板101上,第二配线板102以20mm的节距在X轴方向和Z轴方向上被布置成两行,并且中间层103被插入在第一配线板101和2×2的第二配线板102之间。然后通过利用中间层103的粘附来实现第一配线板101和第二配线板102的接合部位之间的结合,以获得本实施例的复合三层板构造。
根据本实施例的复合多层配线板实现了多个第二配线板102的相对于第一配线板101的安装,并且因此,与第一实施例相比,具有在配线板的组合中提供更大的自由度的优点。
在本实施例中,第一配线板101和第二配线板102的厚度是相同的,但是本发明并不限制于该形式,厚度可以自由地选择。另外,可以自由选择中间层103的厚度。
此外,将刚性印刷配线板用作第一配线板101和第二配线板102,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中,40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
虽然本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二、第三、第四和第五实施例时,当然可以获得同样的效果。
本实施例在其他方面的效果与第一、第二、第三、第四、第五和第六实施例相同,并且因此这里省略进一步说明。
第八实施例接下来,将利用图20描述关于根据本发明的复合多层配线板的第八实施例的详细内容。
图20(a)是根据本发明的第八实施例的分解透视图,图20(b)是根据本发明的第八实施例的装配透视图,图20(c)是沿着图20(b)的线A-A截取的截面图。
本实施例与第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七实施例的差异在于,其自由地组合第一到第七实施例的复合多层板构造。在本实施例中,将中间层1205、1207、1208、1210、1211中的每一个插入在六个配线板101、102、103、104、105和106之间。
第一、第二、和第三配线板101、102、和1201具有与第一实施例的第一和第二配线板101和102相同的板构造、尺寸、和杨氏模量。
第四配线板1202是如下所述刚性印刷配线板,即,在其中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,并且,第四配线板1202具有40mm×40mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。该第四配线板1202具有比第一、第二、和第三配线板101、102、和103小的外尺寸。
第五配线板1203是如下所述的刚性印刷配线板,即,在其中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,并且,第五配线板1203具有30mm×30mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。该第五配线板1203具有比第四配线板104小的外尺寸。
第六配线板1204是如下所述的刚性印刷配线板,即,在其中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,并且,第六配线板1204具有10mm×10mm的外尺寸、0.5mm的厚度、以及19GPa的杨氏模量。该第六配线板1204具有比第五配线板1203小的外尺寸。
第一中间层1205通过条状块组1206形成,在条状块组1206中,由具有胀塑性特性的并且其中作为主要成分的硅酮油与硼化合的树脂材料构成的条状块在X轴方向上以固定的节距而被布置成4行。这些块的每个在X轴方向(短边方向)上具有9.5mm的外尺寸,在Z轴方向(长边方向)上具有50mm的外尺寸,并且具有0.3mm的厚度,同时,在X轴方向上以13.5mm的节距布置成行。
第二中间层1207由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且第二中间层1207具有50mm×50mm的外尺寸和0.3mm的厚度。
第三中间层1208通过矩阵状块组1209形成,在矩阵状块组1209中,由具有胀塑性特性的并且其中作为主要成分的硅酮油与硼化合的树脂材料构成的矩形块在X轴方向上以固定的节距布置成4行,并且在Y轴方向上以固定的节距布置成4行。
这些矩形块在X轴方向(短边方向)上具有7.6mm的尺寸,在Z轴方向(短边方向)上具有7.6mm的尺寸,并且具有0.3mm的厚度,并且在X轴方向上以10.8mm的节距和在Z轴方向上以10.8mm的节距布置成行。
第四中间层1210由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且第四中间层1210具有30mm×30mm的外尺寸和0.3mm的厚度。
第五中间层1211由具有胀塑性特性的树脂材料构成,在所述树脂材料中,作为主要成分的硅酮油与硼化合,并且第五中间层1211具有30mm×30mm的外尺寸和0.3mm的厚度。
在上述构造中,由四个条状块构成的条状块组1206被插入在第一配线板101和第二配线板102之间来作为第一中间层1205,使得第一配线板101和第二配线板102以及中间层1205的中心一致。然后,将第二中间层1207插入在第二配线板102和第三配线板1201之间,使得第二配线板102和第三配线板1201以及第二中间层1207的外轮廓一致。由4×4的矩阵状块组1209构成的第三中间层1208进一步被插入在第三配线板1201和第四配线板1202之间,使得第三配线板1201和第四配线板1202以及第三中间层1208的中心一致。第四中间层1210进一步被插入在第四配线板1202和第五配线板1203之间,使得第四配线板1202和第五配线板1203以及中间层1210的中心一致。最后,第六配线板1204布置在第五配线板1203上,并且在X轴方向上以12mm的节距布置成两行,在Z轴方向上以12mm的节距布置成两行,并且,第五中间层1211被插入在2×2的第六配线板1204与第五配线板1203之间。
利用第一中间层1205的粘附使得第一配线板101和第二配线板102的接合部位的结合生效。利用第二中间层1207的粘附使得第二配线板102和第三配线板1201的接合部位的结合生效。利用第三中间层1208的粘附使得第三配线板1201和第四配线板1202的接合部位的结合生效。利用第四中间层1210的粘附使得第四配线板1202和第五配线板1203的接合部位的结合生效。利用第五中间层1211的粘附使得第五配线板1203和第六配线板1204的接合部位的结合生效。如此获得本实施例的复合多层板(在该情形中为11层板)。
由于组合配线板的自由度的提高和每单元投影面积的配线效率的明显增加,根据本实施例的复合多层配线板具有实现更强功能性和更大多功能性的效果。
在五层或更多层的复合多层板的情形中,在离该复合多层板的中性面(neutral plane)最远的中间层中,利用具有胀塑性特性的树脂具有提高电可靠性和机械可靠性的效果。因此只要在不降低提高电可靠性和机械可靠性的效果的范围内,没有绝对的必要在其他中间层中利用具有胀塑性特性的树脂材料。结果,该树脂材料可以被没有胀塑性特性的树脂代替,例如,低成本的环氧树脂或硅酮橡胶。另外,在本发明的专利权利要求和说明书中描述的“中性面”指的是,当考虑复合多层配线板的挠曲形变时材料力学中的“中性面”。
在本实施例中,虽然将刚性印刷配线板用于配线板101、102、1201、1202、1203、和1204,在刚性印刷配线板中,采用FR4作为主要成分的衬底设置有由铜线构成的电子配线,但是本发明不限制于该形式。例如,即使自由地选择和组合其他材料,只要衬底是刚性板,例如氧化铝板、玻璃陶瓷板、或芳族聚酰胺板,则本发明的效果就不会丢失。可选地,还可以使用没有电子配线的刚性板,例如,在其中,40%的碳纤维混合物与PA(聚酰胺)化合的合成树脂。
在本实施例中,由与在第三实施例中示出的条状块组相同的构造和材料构成的条状块组1206被应用于第一中间层1205,并且与在第一实施例中示出的中间层相同的构造和材料被应用于第二中间层1207。
可选地,为第一中间层1205的条状块组1206被围绕Y轴旋转90°,即,在其中将在X轴方向上具有50mm的尺寸、在Z轴方向上具有9.5mm的尺寸、0.3mm的厚度的四个条状块在Z轴方向上以13.5mm的节距布置成行的条状块组可以被用于第二中间层1207。不只是当利用在其中仅限制在Z轴方向上的末端的形式时,而且还有当利用在其中仅限制在X轴方向上的末端的形式时,或当利用在其中限制在X轴方向上和Z轴方向上的末端的形式时,该形式在没有损失提高电可靠性和机械可靠性的任何效果的情况下,实现了更轻的重量。
另外,对于第二中间层1207,通过利用如下的矩阵状块组,可以获得与上述相同的效果,其中,所述矩阵状块组被设置为在排列和块大小上与第三中间层1208的矩阵状块组1209互补(complement)。
虽然本实施例假设使用第一、第三、第四、和第七实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用第二、第五和第六实施例时,当然可以获得同样的效果。结果,本实施例可以采用第一到第七实施例的任何一个或组合的形式。
其他方面的效果与第一到第七实施例相同,并且因此省略进一步说明。
第九实施例接下来,将利用图21描述关于根据本发明的复合多层配线板的第九实施例的详细内容。
图21是示出用于本发明的第九实施例的具有胀塑性特性的树脂的速度梯度D和剪切应力S之间的关系的特性图表。
与第一实施例的差异在于,中间层的胀塑性特性的修改。
本发明的第九实施例的特征在于,在与第一实施例中描述的形式相同的复合多层配线板中,当使用具有由在公式1中n<1代表的胀塑性特性的树脂时,对于中间层103,选择n比第一实施例中的小的树脂,如在图21中所示。换言之,使n更小导致如下所述的树脂的使用,其中,所述树脂具有剪切应力S的增加率相对于速度梯度D的增加更快的特性,如在图21中通过(2)与(1)比较所示。
根据本实施例,在诸如下落的冲击力的冲击外力施加在印刷配线板上的情况下,与第一实施例相比,保护印刷配线板和在该板上安装的电子组件不受到下落的冲击力的影响的效果得以改善。
虽然本实施例假设使用第一实施例,但是本发明不被限制于该形式,并且当应用到第二、第三、第四、第五、第六、第七、和第八实施例时,当然可以获得同样的效果。
在其他方面的效果与第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、和第八实施例相同,并且因此省略进一步说明。
虽然对本发明的实施例进行了说明,但是在本发明的技术思想的范围内,本申请的发明不限制于这些实施例,并且显然允许多各种修改。